廣西宏宇鋼結構有限公司

鋼結構基本介紹

鋼結構是由鋼制材料組成的結構，是主要的建筑結構類型之一。結構主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成，并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡便，廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。鋼結構容易銹蝕，一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護。

鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛度好、抵抗變形能力強，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，***一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生產。

鋼結構應研究高強度鋼材，大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼，例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應大跨度結構和超高層建筑的需要。

另外還有無熱橋輕鋼結構體系，建筑本身是不節能的，本技術用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問題;小桁架結構使電纜和上下水管道從墻里穿越，施工裝修都方便。

鋼結構的特點

1. 材料的強度高，塑性和韌性好

鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多。因此，特別適用于跨度大或荷載很大的構件和結構。鋼材還具有塑性和韌性好的特點。塑性好，結構在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和延性還使鋼結構具有優越的抗震性能。

2. 鋼結構構件斷面小、自重輕；

鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的質量最多不過鋼筋混凝土屋架的1/3至1/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10，為吊裝提供了方便條件。

3. 鋼結構制作簡便，加工周期短；

鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作。因此，大量的鋼結構一般在專業化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。構件在工地拼裝，可以采用安設簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期。小量的鋼結構和輕鋼屋架，也可以在現場就地制造，隨即用簡便機具吊裝。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連接的結構還可以根據需要進行拆遷。

4. 鋼結構材質性能均勻，易于檢測和控制，可靠性高；

5. 鋼結構建筑易于改造，原料可重復使用，節省資源，環保資源；

6. 鋼結構建筑可以實現大跨度、大空間結構；

7. 耐腐蝕性能差，涂料維護費用高；

鋼材耐腐蝕的性能比較差，必須對結構注意防護。這使維護費用比鋼筋混凝土結構高。不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問題并不嚴重。近年來出現的耐大氣腐蝕的鋼材具有較好的抗銹性能，已經逐步推廣應用。

8. 鋼材耐熱但不耐高強度大火

鋼材長期經受100℃輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達150℃以上時，就須用隔熱層加以保護。溫度升高材料強度明顯降低，需外加防火涂料或外包混凝土。

鋼結構制作要求

鋼結構設備的加工制作與精密鋼結構類似，介于普通結構件（對加工要求不高）與精密機械加工（要求加工較精細）之間，采用焊接或者栓接的連接。

鋼結構設備通常會在以下方面提出特殊要求或者更高要求：

結構件：材質、表面粗糙度、公差、表面處理、直線度（或弧度）

連接：孔位偏差、螺栓等級；焊接方法、焊接標準、焊材；氣密性，要求進行無損檢測、液體滲透檢測等。

整體結構：垂直度、水平度等

包裝：包裝材料、包裝方法

倉儲：環境溫度、環境濕度

運輸：裝卸、車內擺放、集裝箱內擺放，等等。

鋼結構施工技術

1、鋼結構安裝焊接前的準備工作

試驗鋼材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼緣厚28mm），焊接位置為柱—柱橫焊、柱—梁平焊（包括桁架梁上下翼緣平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按設計要求。焊后外觀及超聲波檢查合格后取樣進行了力學和物理試驗。試驗結果接頭的抗拉強度達到母材抗拉強度標準值，接頭彎曲180°無裂紋。采用的焊接材料和焊接設備技術條件應符合國家標準，性能優良。清渣、氣刨、焊條烘干保溫等裝置應齊全有效。

2、手工電弧焊及CO2氣保焊焊材和設備

（1）焊條應在高溫烘干箱中烘干，焊條烘干次數不得超過兩次。

（2）焊絲包裝應完好，如有破損而導致焊絲污染或彎折、紊亂時應部分棄之。

鋼結構（3）CO2氣體純度應不低于99.9%（體積比），含水量應低于0.05%（重量比），瓶內高壓低于1MPa時應停止使用。

（4）焊機電壓應正常，地線壓緊牢固，接觸可靠，電纜及焊鉗無破損，送絲機應能均勻送絲，氣管應無漏氣或堵塞。

3、安裝焊接程序及一般規定

焊接的一般順序為：焊前檢查 →預熱除銹 → 裝焊墊板和引弧板→ 焊接 → 檢驗

（1）焊前檢查坡口角度、鈍邊、間隙及錯口量，坡口內和兩側的銹斑、油污、氧化鐵皮等應清除干凈。

（2）預熱。焊前用氣焊或特制烤槍對坡口及其兩側各100mm范圍內的母材均勻加熱，并用表面測溫計測量溫度，防止溫度不符合要求或表面局部氧化，預熱溫度。

（3）重新檢查預熱溫度，如溫度不夠應重新加熱，使之符合要求。

（4）裝焊墊板及引弧板，其表面清潔程度要求與坡口表面相同，墊板與母材應貼緊，引弧板與母材焊接應牢固。

（5）焊接：**層的焊道應封住坡口內母材與墊板的連接處，然后逐道逐層累焊至填滿坡口，每道焊縫焊完后，都必須清除焊渣及飛濺物，出現焊接缺陷應及時磨去并修補。

（6）一個接口必須連續焊完，如不得已而中途停焊時，應進行保溫緩冷處理，再焊前，應重新按規定加熱。

（7）遇雨、雪天時應停焊，構件焊口周圍及上方應有擋風、雨棚，風速大于5m/s時應停焊。環境溫度低于零度時，應按規定采取預熱和后熱措施施工。

（8）碳素結構鋼應在焊縫冷卻到環境溫度、低合金結構鋼應在完成24h以后，進行焊縫探傷檢驗。

（9）焊工和檢驗人員要認真填寫作業記錄表。

4、典形節點的焊接順序和工藝參數

（1）上下柱無耳板側由兩名焊工在兩側對稱焊至板厚的1/3處時，切去耳板。

（2）然后在切去耳板側由兩名焊工在兩側對稱焊至板厚的1/3處。

（3）再由兩名焊工分別承擔相鄰兩面的焊接。

（4）每兩層之間焊道的接頭應相互錯開，兩名焊工焊接的焊道接頭也要注意每層錯開，焊接過程中要注意檢測層間溫度。

（5）焊接工藝參數：

CO2氣保焊：焊絲直徑Φ1.2mm，電流280～320A，焊速350～450mm/min

焊絲伸出長度：約20mm，氣體流量25～80L/min，

電壓29～34V，層間溫度120～150℃

5、柱—梁、梁—梁節點

（1）先焊梁的下翼緣，梁腹板兩側的翼緣焊道要保持對稱焊接。

（2）待下翼緣焊完，然后焊接上翼緣。

（3）如翼緣板厚大于30mm時，宜上下翼緣輪換施焊。

（4）焊接工藝參數：

CO2氣保焊：焊絲直徑φ1.2mm，電流280～360A，焊速300～500mm/min

焊絲伸出長度約20 mm，氣體流量20～80L/mm

電壓30～38V，層間溫度120～150℃

鋼結構安裝要點

（1） 摩擦系數：其中F為抗滑移試驗所測得的使試件產生初始滑移的力，nf為摩擦面數， 為與F對應的高強螺栓擰緊預拉力實測值之和。

（2） 扭矩系數：其中d為高強螺栓公稱直徑(mm)，M為施加扭矩值（N﹒M ），P為螺栓預緊力。10.9級高強度大六角螺栓連接必須保證扭矩系數K的平均值為0.110～0.150。其標準偏差應小于等于0.010。

（3） 初擰扭矩：為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響，可用二次擰緊來減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強螺栓**次擰為初擰，使其軸力宜達到標準軸力的60%～80%。

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（4）終擰扭矩：高強螺栓最后緊固用的扭矩為終擰扭矩?？紤]各種預應力的損失，終擰扭矩一般比按設計預拉力作理論計算的扭矩值大5%～10%。